作者:吴纯新 暴志茹 蒋朝常 来源:科技日报 发布时间:2023/9/14 18:27:01
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我国科研团队解析调控番茄形态的分子机制

 

14日,记者从华中农业大学获悉,该校园艺林学学院、果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室、湖北洪山实验室王鹏蔚团队,研究发现SlMAP70-SlIQD21a/SUN10模块协同作用通过影响微管骨架动力学功能调控番茄果实形态建成,为未来通过基因工程手段定向改良番茄果实外观品质提供了重要理论基础。相关研究成果在《植物细胞》杂志发表。

王鹏蔚介绍,果实形态是评定瓜果外观品质的重要指标之一,其建成由细胞定向膨大生长及细胞分裂角度等因素共同决定,然而,关于果实发育过程中的细胞骨架动态变化及相关调控机制尚不清楚。番茄作为研究果实发育和成熟的模式植物,具有丰富的果实形态。

受访单位供图

SlMAP70家族编码一类70 kD大小的微管结合蛋白。其中,MAP70-1分支的3个基因在果实发育初期高表达,抑制该分支基因的表达会导致果实变扁和细胞长宽比变小、圆度增加,说明MAP70-1分支蛋白对正常的果实形态及细胞形态发育至关重要。

王鹏蔚团队进一步研究发现,SlMAP70与钙调素结合蛋白IQD/SUN家族的SlIQD21特异性相互作用,共同定位于细胞微管结构。遗传学实验表明SlIQD21a同样通过影响细胞形态及细胞数目,与SlMAP70协同调节果实的极性生长。研究人员利用荧光蛋白标签与显微成像手段进一步分析了微管在果实发育过程中的动态排布,发现在果实形成的最早期,SlMAP70-1过表达系的果实细胞微管的anisotropy值虽降低,但整体排布方向趋向一致,即垂直于果实纵向生长轴排布,从而促进果实细胞的纵向生长;且SlIQD21a通过表达后可加强这种现象,推测SlMAP70-SlIQD21a通过稳定微管影响了其动态及排布,进而改变了细胞的膨大方向及果实的形态建成。

这项研究首次在番茄果实中利用活细胞显微成像手段,解析了微管骨架调控果实形态的新机制,也为在不同类型果实中研究亚细胞结构提供了技术支撑。

 
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